ISSN(p): 2338-8323  | ISSN(e): 2459-9638
Juli 2021

## Antena Mikrostrip Biosensor untuk Deteksi Virus pada Darah

## YUSNITA RAHAYU, MEILITA KURNIATI, INESTI LAILATUL QODRIYAH
Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Riau, Indonesia Email: yusnita.rahayu@lecturer.unri.ac.id
Received 15 Februari 2021 | Revised 15 Maret 2021 | Accepted 2 April 2021

## ABSTRAK
Kemajuan teknologi gelombang mikro memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi  diagnosa  dan  deteksi  penyakit.  Penelitian  ini  mengusulkan  dua  model antena untuk mendeteksi virus menggunakan Antena Mikrostrip Biosensor yang beroperasi  pada  ISM  band  (2,4-2,5  GHz).  Antena  yang  diusulkan  disimulasikan pada  Software  CST  dengan  material  substrat  Roger  3010.  Hasil  simulasi  yang diperoleh  antena  pertama  beroperasi  pada  2,46  GHz,  return  loss  -19,76  dB, bandwidth  401,2  MHz.  Antena  kedua  pada  2,45  GHz,  return  loss  -22,51  dB, bandwidth  227,4  MHz.  Hasil  simulasi  pengujian  menggunakan  phantom  darah menunjukkan pergeseran frekuensi semakin rendah dengan antena pertama 2,38 GHz dan antena kedua 2,43 GHz. Pengukuran antena pertama beroperasi pada 2,5 GHz dengan return loss -21,55 dB dan antena kedua beroperasi pada  2,47 GHz  dengan  return  loss  -28  dB.  Pengukuran  antena  menggunakan  VNA menunjukkan  pergeseran  frekuensi  semakin  meningkat  diikuti  return  loss semakin rendah dibandingkan dengan hasil simulasi.
Kata kunci : antena deteksi virus, ISM, proximity coupled, mikrostrip, phantom.

## ABSTRACT
Advances  in  microwave  technology  play  an  important  role  in  a  wide  variety  of disease diagnostic and detection applications. This study proposes two antenna models for virus detection using a Microstrip Biosensor antenna that operates on the ISM band (2.4-2.5 GHz). The proposed antenna is simulated in CST software with Roger 3010 substrate material. The simulation results obtained by the first antenna  operate  at  2.46  GHz,  return  loss  of    -19.76  dB,  a  bandwidth  of  401.2 MHz. The second antenna at 2.45 GHz, return loss of -22.51 dB, a bandwidth of 227.4  MHz.  The  test  simulation  results  using  blood  phantom  show  that  the frequency shift is getting lower with the first antenna at 2.38 GHz and the second antenna at 2.43 GHz. The first antenna measurement operates at 2.5 GHz with a return  loss  of  -21.55  dB  and  the  second  antenna  operates  at  2.47  GHz  with  a return loss of -28 dB. Antenna measurement using VNA shows that the frequency shift  is  increasing  followed  by  lower  return  loss  compared  to  the  simulation results.
Keywords :  antena  for  virus  detection,  ISM,  proximity  coupled,  microstrip, phantom.

## 1. PENDAHULUAN
Infeksi virus yang terjadi secara terus menerus telah menjadi ancaman serius terutama bagi kesehatan masyarakat global (Luo & Gao, 2020) . Beberapa infeksi virus dapat berlangsung dalam  waktu  kurang  dari  satu  minggu  bahkan  dalam  jangka  waktu  panjang (Cabigas, 2020) .  Sejak tahun  1997  hingga  saat  ini  berbagai  variasi  virus  terus  bermunculan  hingga menjadi  wabah.  Wabah  yang  disebabkan  oleh  infeksi  virus  memberikan  dampak  yang signifikan  dalam  berbagai  aspek  kehidupan  manusia  mulai  dari  pendidikan,  sosial  hingga perekonomian (Abidah,  dkk,  2020)(Development  Bank,  2020)(Pawar,  2020) . Tercatat pada 2003, persentase kematian yang disebabkan oleh infeksi virus sebanyak 9,6%, dilanjutkan  tahun  2012  persentase  kematian  lebih  dari  30% (Luo  &  Gao,  2020) . Dilanjutkan  semenjak  akhir  tahun  2019  terjadi  infeksi  penyebaran  virus  corona  dan  dalam waktu  tiga  bulan  menjadi  pandemi  global (Hariyani,  dkk,  2020) .  Berdasarkan  laman https://covid19.go.id/ yang diakses pada tanggal 4 Januari 2020, data sebaran virus corona secara  global  terkonfirmasi  sebanyak 222  negara  dengan  lebih dari  83  juta  orang di  dunia terinfeksi  dan  lebih  dari  1,8  juta  angka  kematian  di  seluruh  dunia.  Hingga  saat  ini  dunia masih diselimuti oleh wabah dan mengakibatkan berbagai sektor mengalami kerugian. Hal ini memperlihatkan  kasus  infeksi  virus  merupakan  ancaman  serius  bagi  negara-negara  di seluruh dunia yang perlu menjadi perhatian dan sangat penting untuk diselesaikan.
Berbagai  upaya  telah  dilakukan  untuk  menekan  laju  penyebaran  infeksi  virus  yang  relatif cepat.  Upaya  dalam  menghapus  penyebaran  ini  sangat  sulit  bahkan  tidak  memungkinkan, namun  laju  penyebaran  infeksi  virus  dapat  diminimalisir,  setidaknya  mengimbangi  dengan kemampun  perawatan  di  dunia  medis.  Dengan  demikian,  resiko  yang  ditimbulkan  dapat dihindari. Strategi yang telah diusulkan saat ini adalah dengan melalui uji polymerase chain reaction (PCR) dan swab tenggorokan (Hariyani, dkk, 2020) . Meskipun demikian, strategi ini  belum  cukup  efektif  karena  memerlukan  waktu  dan  biaya  yang  relatif  mahal.  Proses diagnosa atau screening awal tidak dapat diterapkan dalam strategi tersebut. Tindakan non- invansive  sebagai  strategi  lain  yang  dapat  dipertimbangkan  adalah  dengan  memanfaatkan kemajuan  teknologi  gelombang  mikro  yang  mulai  digunakan  dalam  berbagai  aplikasi rekayasa biomedis di berbagai aplikasi sperti deteksi virus pada darah (Goudos, 2017) .
Kemajuan  teknologi  gelombang  mikro  meningkatkan  dalam  mendiagnosa  dan  pengobatan terapeutik  di  berbagai  aplikasi (Elsheikh,  dkk,  2013) .  Metode  alternatif  yang  diusulkan antara  lain  menggunakan  teknologi  gelombang  mikro  berupa  antena  mikrostrip  untuk mendeteksi virus. Penelitian terkait aplikasi antena untuk deteksi virus telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Penelitian oleh Elsheikh., dkk mengevaluasi virus dengan memanfaatkan teknologi  gelombang  mikro  yakni  antena  mikrostrip.  Antena  yang  diusulkan  peneliti beroperasi  pada  dual  band,  pertama  pada Industrial  Science  Medical  (ISM)  pada  frekuensi 2.45  GHz  dan  pada Wireless  Local  Area  Network  (WLAN)  pada  frekuensi  5.2  GHz.  Metode yang  digunakan  adalah  dengan  memperhatikan  perubahan  sifat  kelistrikan  darah  seperti dielektrik,  konduktivitas  dan  resistivitas  di  dalam  antigen  atau  antibody.  Penelitian  ini memberi  kesimpulan  bahwa  sensitivitas  instrument  tergantung  wilayah  uji  dan  frekuensi operasi (Elsheikh,  dkk,  2013) .  Studi  lanjutannya  oleh  Elsheikh.,  dkk  mengidentifikasi serum  darah  yang  terinfeksi  virus  entero  yang  akan  beroperasi  pada  jalur  Bluetooth  di frekuensi  2.4  GHz  dengan  menggunakan  sensor  mikroimun (Elsheikh,  dkk,  2013) . Penelitian lain oleh Dolai&Tabib-Azar menggunakan sinyal Terahertz untuk mendeteksi virus Zika pada frekuensi kerja 0,75 THz – 1,1 THz (Dolai & Tabib-azar, 2020) . Penelitian oleh Keshavarz&Vafapour  mengemukakan  deteksi  tiga  subtipe  virus  Avian  Influenza  (AI)  H1N1, H5N2 dan H9N2 dengan menggunakan metamaterial biosensing Terahertz (THz). Peneliti ini mendapati  pergeseran  resonansi  frekuensi  dari  dari  THZ  metamaterial  setelah  virus
diendapkan pada permukaan desain antena yang diusulkan. Penelitian ini menggunakan tiga subtipe  virus  tersebut  dengan  perbedaan  konsentrasi  protein  dan  nilai  RI  yang  berbeda. Frekuensi utamanya 1,7164 THz, Virus H1N1 menggunakan frekuensi 1,668 THz, virus H5N2 menggunakan  Frekuensi  1,665  THz  dan  virus  H9N2  menggunakan  Frekuensi  1,641  THz (Keshavarz  &  Vafapour,  2019) .  Penelitan  oleh  Park  dan  lainnya  mendemonstrasikan antena  untuk  deteksi  virus  dengan  menggunakan  resonator  cincin  terpisah (split-ring) Terahertz  dengan  berbagai  kapasitas  celah.  Peneliti  ini  mendapati  pergeseran  frekuensi resonanasi  metamaterial  THz  setelah  virus  mengendap  di  permukaan  antena  dengan kepadatan  rendah.  Pengukuran  pada  penelitian  ini  menggunakan  konstanta  dielektrik sebagai  objek  penelitian.  Pergeseran  frekuensi  semakin  meningkat  dengan  konstanta dielektrik  yang  relatif  besar (Park,  dkk,  2017) .  Penelitian  oleh  Cheng  dan  lainnya  juga mengoperasikan  antena  pada  THz.  Penelitiannya  menggunakan cross  planar  Jerussalam metamaterial  absorber  untuk  deteksi  virus  yang  didasarkan  pada poof  Surface  Plasmon Polaritons (SSPPs) (Cheng, dkk, 2018) . Penelitan oleh Zang dan lainnya mendeteksi virus Ebola  dengan  mendeteksi  antigen  dan  antibodinya.  Penelitian  ini  menggunakan  sensor pengujian  plasmonik  3D  nano  antena  yang  dikembangkan  sebagai  immunoassay on-chip. Biosensor yang digunakan berbasis nanoantena (Zang, dkk, 2019) .
Pada  penelitian  ini  dirancang  antena  mikrostrip  biosensor  untuk  mendeteksi  virus  melalui darah  manusia.  Antena  yang  diusulkan  akan  beroperasi  pada single  band  pada  Industrial Scientific Medicine (ISM)  frekuensi kerja 2,45 GHz (2,4-2,5 GHz) (Kiourti & Nikita, 2012) . Frekuensi  kerja  2,45  untuk  deteksi  virus  didasarkan  pada  kegunaan  frekuensi  ISM  yang memang dialokasikan untuk kebutuhan dalam bidang kesehatan seperti pada aplikasi antena mikrostrip untuk biomedis, hal ini juga dikuatkan dengan referensi terkait (Elsheikh, dkk, 2013) pendeteksian  virus  yang  menunjukkan  frekuensi  tersebut  untuk  melihat  perubahan konstanta  dielektrik  sesuai  dengan  kebutuhan  penelitian.  Penelitian  ini  memaparkan  dua model  antena.  Desain  antena  yang  diusulkan  dibuat  dengan  menggunakan software  CST Studio  Suite.  Antena  yang  diusulkan  pada  penelitian  ini  menggunakan  teknik  pencatu proximity  coupled  feed.  Teknik  pencatuan  yang  penulis  usulkan  ditujukan  agar  dapat meningkatkan  bandwidth  dan  meminimalisir  radiasi  tambahan.  Penelitian  ini  menggunakan material  substrat  Roger  3010  dengan  ketebalan  1,28  mm.  Penelitian  ini  mememaparkan metode  yang  belum  ada  sebelumnya  berupa  pengujian  dengan  simulasi  phantom  darah. Pada  penelitian  ini  penulis  memaparkan  antena  yang  dapat  mendeteksi  keberadaan  virus secara umum melalui simulasi dengan menggunakan phantom serum darah.

## 2. METODOLOGI

## 2.1. Spesifikasi Antena
Pada penelitian ini, peneliti mengusulkan dua model antena dengan dimensi yang berbeda. Penulis  mengusulkan  dua  antena  yang  berbeda  dengan  tujuan  untuk  membandingkan sensitivitas  dari  kedua  antena  dengan  karakteristik  yang  berbeda. Tahapan  perancangan pertama kali adalah menentukan karakteristik antena yang diharapkan sebagai berikut :
1. Frekuensi kerja
: 2.4 GHz (2.4 GHz - 2.5GHz) 2. Impedansi Masukan : 50 Ω Koaksial konektor SMA 3. Return loss : ≤ -10 dB 4. Gain : Optimum pada single patch
Dalam rancang bangun antena mikrostrip yang diusulkan, peneliti menggunakan perangkat keras (hardware)  dan  (software).  Adapun  perangkat  keras  yang  digunakan  adalah  Pocket Vector  Network  Analyzer  (VNA)  untuk  pengujian  kinerja.  Perangkat  lunak  yang  digunakan
adalah CST Software  dalam  hal  perancangan desain antena dan  melakukan simulasi  untuk mengetahui karakterisitk atau kinerja antena mikrostrip.

## 2.2. Diagram Alir
Diagram  alir  dibuat  dengan  tujuan  mempermudah  dalam  perancangan  antena  mikrostrip yang diusulkan dengan mengikuti langkah-langkah yang tersusun secara sistematis. Gambar 1 merupakan tampilan diagram alir yang digunakan dalam penelitian ini :
Gambar 1. Diagram Alir Rancang Bangun Antena

## 2.3. Perancangan Antena
Pada  penelitian  ini  digunakan  material  substrat  Roger  3010  dengan  spesfikasi  yang ditunjukkan pada Tabel 1 :
Tabel 1. Spesifikasi Substrat yang Digunakan
Jenis Substrat Roger 3010 Konstanta Dielektrik Relatif (𝜀𝑟) 11,20 Dielektrik Loss Tangent (tan 𝛿) 0,0022 Ketebalan Substrat (ℎ) 1,28 mm
Setelah  menentukan  jenis  substrat  yang  digunakan,  selanjutnya  adalah  melakukan pengukuran dimensi antena secara teoritis (Balanis, 2012) .
Perhitungan dimensi substrat antena dihitung dengan menggunakan Persamaan (1) :
𝑊 = (1)

## Dimana :
𝑊 : Lebar konduktor (mm) 𝜀 : Konstanta Dielektrik Relatif (V/m) c  : Kecepatan Cahaya Ruang Bebas (3x10 8 m/s)
𝑓 : Frekuensi kerja antena (Hz)
Perhitungan dimensi ground antena dihitung dengan menggunakan Persamaan (2) :
𝐴𝑔 = 6𝑡 + 𝑎 (2)
Dimana :
𝑡 : Ketebalan substrat 𝑎 : Panjang saluran pencatu ditambah diameter dimensi patch
Resonansi frekuensi patch lingkaran antena dihitung dengan menggunakan Persamaan (3) :
𝑓 = . √ (3)
Dimensi feedline antena dihitung dengan menggunakan Persamaan (4) :
𝐿𝑓 = 𝜆𝑔 (4)
Lebar mikrostrip line ( 𝑊𝑓 ) antena dihitung dengan menggunakan Persamaan (5) :
𝑊𝑓 =2×ℎ𝜋× [𝐵 − 1 − ln(2𝐵 − 1) ×𝜀𝑟−12𝜀𝑟× [ln(𝐵− 1) + 0,39 −0,61𝜀𝑟 (5)

## 2.4 Model Antena
Setelah peneliti melakukan perhitungan dimensi antena secara teoritis, langkah selanjutnya peneliti  mendesain  antena  dengan  menggunakan software  CST.  Pada  Gambar  2  -  6 merupakan tampilan desain kedua antena yang peneliti usulkan :
(a) (b)
Gambar 2. Tampak Depan (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua
(a) (b)
Gambar 3. Tampak Samping (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua
(a) (b)
Gambar 4. Tampak Bawah (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua
(a)
(b)
Gambar 5. Tampak Belakang (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua
Gambar 6. Struktur Antena yang Diusulkan
Gambar  2  sampai  Gambar  4  menunjukkan  desain  geometris  kedua  antena  dilihat  dari  sisi tampak depan, samping dan bawah. Sementara Gambar 5 sampai Gambar 6 menunjukkan sisi  belakang  dan  struktur  antena  menggunakan  teknik  pencatuan proximity  coupled  feed. Pengujian antena menggunakan phantom darah ditunjukkan pada Gambar 7 sampai Gambar 8.
(a) (b) Gambar 7. Tampak Depan (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua dengan Phantom Darah (a) (b)
Gambar 8. Tampak Samping (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua dengan Phantom Darah

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Antena  yang  diusulkan  menggunakan  teknik  pencatu proximity  coupled  feed (Tong  & Huang, 2008) , sehingga terdiri dari dua substrat dengan feedline yang terhimpit diantara kedua  substrat  tersebut.  Dengan  demikian,  analisa  hasil  simulasi  kinerja  antena  meliputi frekuensi, return  loss  (dB),  VSWR,  Directivity  (dBi),  Gain  (dBm),  Bandwidth  (MHz)  dan Impedansi  Antena  (Ohm).  Tabel  dimensi  antena  setelah  dikarakterisasi  ditunjukkan  pada Tabel  2,  dan  hasil fabrikasi  kedua  antena  menggunakan  substrate Roger 3010  ditampilkan pada Gambar 9 dan Gambar 10.
Tabel 2. Dimensi Antena Antena Pertama Antena Kedua Dimensi Antena Parameter (mm) Dimensi Antena Parameter (mm) Lsub 50 Lsub 50 Wsub 50 Wsub 50 Hsub 1,28 Wg 5 Wf 1 Wf 0,3 Lf 33 R 12 Wg 5 Rin 10,5 Lg 50 Lg 5 H 0,036 Lf 24 R1 12 Ls 35,28 R2 14 Ls in 25,68 Pa -4,25 Hs 16,45 Pb 4,25 Hs in 28,9 La 1 Ws 11,6 Lb 1 Ws in 8 - - Ws Leg 5
(a) (b)
Gambar 9. Fabrikasi Antena Mikrostrip Pertama Tampak (a) Depan dan (b) Belakang
(a)
(b)
Gambar 10. Fabrikasi Antena Mikrostrip Kedua Tampak (a) Depan dan (b) Belakang

## 3.1 S-Parameter
S-parameter pada hasil simulasi yang ditunjukkan oleh Gambar 11 berikut ini menunjukkan frekuensi  kerja, return  loss  dan  lebar  bandwidth  untuk  antena  yang  diusulkan.  Parameter return loss ini menunjukkan seberapa besar daya yang kembali atau dipantulkan ke antena. Jika daya yang kembali ke antena bernilai besar dari -10 dB maka akan mengurangi efisiensi dari kinerja antena dan dapat merusak transmitter yang terhubung langsung dengan antena.

## Gambar 11. Hasil Simulasi S 11 Antena yang Diusulkan
Berdasarkan Gambar 11 diatas memperlihatkan S-Parameter kedua antena mikrostrip yang diusulkan.  S-Parameter  antena  pertama  ditunjukkan  oleh  grafik  berwarna  hijau  yang memperlihatkan  frekuensi  kerja  2,46  GHz  dengan return  loss  -19,76  dB  dan  bandwidth selebar 401,2 MHz. Sementara S-Parameter antena kedua ditunjukkan oleh grafik berwarna merah  yang  memperlihatkan  frekuensi  kerja  2,45  GHz  dengan return  loss  -22,51  dB  dan bandwidth selebar 227,6 MHz.
Gambar 12. Hasil Simulasi S 11 Pengujian Antena dengan Phantom Darah
Berdasarkan Gambar 12 diatas memperlihatkan S-Parameter kedua antena mikrostrip yang diusulkan  yang  disimulasikan  dengan  penambahan  phantom  darah.  S-Parameter  antena pertama  ditunjukkan  oleh  grafik  berwarna  hijau  yang  memperlihatkan  frekuensi  kerja mengalami  penurunan  menjadi  2,38  GHz  dengan return  loss  -18,67  dB  dan  bandwidth selebar 467,8 MHz. Sementara S-Parameter antena kedua ditunjukkan oleh grafik berwarna merah  yang  memperlihatkan  frekuensi  kerja  mengalami  penurunan  menjadi  2,43  GHz dengan return loss -22,73 dB dan bandwidth selebar 166,1 MHz.

## 3.2 Impedansi
Impedansi  masukan  antena  merupakan  perbandingan  antara  tegangan  dan  arus,  dimana antena  berasal  dari feedline.  Antena  pemancar  yang  akan  dihubungkan  ke  antena  pada umumnya  menggunakan  saluran  transmisi  dengan  impedansi  sebesar  50  ohm.  Nilai impedansi antena yang diusulkan pada hasil simulasi ditunjukkan pada Gambar 13 berikut :

## Gambar 13. Impedansi Masukan Antena yang Diusulkan
Berdasarkan Gambar 13 diatas memperlihatkan nilai impedansi antena pertama ditunjukkan oleh garis berwarna hijau dengan nilai 50,23 Ohm. Sementara nilai impedansi antena kedua ditunjukkan oleh garis berwarna merah dengan nilai impedansi 50,32 Ohm. Kedua impedansi yang dihasilkan mendekati impedansi saluran 50 ohm.

## 3.3. Gain, Directivity  dan Pola Radiasi
Parameter gain, directivity dan pola radiasi memiliki pengaruh penting untuk memancarkan radiasi  ke  tubuh  manusia.  Parameter gain  diharapkan  menghasilkan  cukup  besar  dan  pola radiasi  yang  diperoleh  diharapkan  memiliki  bentuk  yang  sempit  dengan  tujuan  gelombang elektromagnetik  yang  dipancarkan  terarah (Amaelia  &  Hugeng.,  2013) .  Hasil  simulasi kedua  antena  pada  CST Software  dengan  frekuensi  kerja  2,4-2,5  GHz  menghasilkan  gain antena pertama sebesar 2,52 dBm, sementara antena kedua sebesar 3,44 dBm. Pola radiasi kedua antena berupa bidirectional.  Hasil simulasi ditunjukkan pada Gambar 14 berikut :
(a) (b)
Gambar 14. Pola Radiasi (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua

## 3.4. Arus
Arus  pada  antena  menunjukkan  kinerja  pergerakan  kuat  arus  selama  antena  beroperasi. Simulasi  pada  CST Software  menunjukkan  kuat  arus  pergerakan  antena  ditandai  dengan urutan tingkatan warna mulai dari biru, hijau, kuning dan merah. Berdasarkan Hasil simulasi arus pada Gambar 15 (a) antena pertama memperlihatkan kuat arus pada antena pertama bekerja dengan rentang 60,7 mA/m hingga 101 mA/m. Sementara hasil simulasi arus pada Gambar 15 (b) antena kedua memperlihatkan kuat arus bekerja dengan rentang 62,7 mA/m hingga 103 mA/m. Diperlihatkan pula dari kedua antena yang diusulkan bahwa arus masuk yang  paling  kuat  berada  di  sepanjang feedline.  Tampilan  hasil  simulasi  arus  pada  kedua antena yang diusulkan ditunjukkan ada Gambar 15 berikut ini :
(a)
(b)
Gambar 15. Arus pada (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua

## 3.5 Perbandingan Hasil
3.5.1 Perbandingan Karakteristik dan Sensitivitas Antena yang Diusulkan
Tabel 3 berikut ini memperlihatkan adanya perbedaan hasil simulasi antara antena pertama dengan  antena  kedua  yang  diusulkan.  Perbedaan  ini  dipengaruhi  oleh  model  antena  yang dirancang.  Perancangan  antena  pertama  didesain  dengan ground  yang  lebar  sehingga menyebabkan bandwidth  yang  dihasilkan  semakin  lebar.  Sedangkan  pada  antenna  kedua dirancang  dengan patch  yang  lebar  dengan  diberi  tambahan  slot  disekitar  patch  yang memberi pengaruh terhadap gain. Oleh karena itu apabila membandingkan keunggulan dari kedua  model  antena  yang  diusulkan  maka  antena  pertama  memiliki  keunggulan  pada bandwidth yaitu sebesar 401,2 MHz sedangkan antena kedua lebih unggul pada gain yang diperoleh yaitu sebesar 3,44 dBm.
Tabel 3. Perbandingan Karakteristik dan Sensitivitas Antena Usulan
No. Parameter Jenis Antena Antena Pertama Antena Kedua 1. Frekuensi Kerja (GHz) 2,46 2,45 2. Return loss (dB) -19,76 -22,51 3. Bandwidth (MHz) 401,2 227,6 4. Impedansi ( Ω ) 50,23 50,32 5. VSWR 1,22 1,16 6. Gain (dBm) 2,52 3,44

## 3.5.2 Perbandingan Hasil Simulasi Pengujian Antena Menggunakan Phantom Darah
Tabel  4  berikut  ini  memperlihatkan  adanya  perbedaan  hasil  simulasi  pengujian  antena dengan  phantom  darah  antara  antena  pertama  dengan  antena  kedua.  Hasil  simulasi menunjukkan  kedua  antena  usulan  mengalami  pergeseran  frekuensi  semakin  menurun dengan  adanya  phantom  darah.  Apabila  dibandingkan  dengan  hasil  simulasi  antena,  pada antena pertama hasil simulasi juga memberi pengaruh terhadap penurunan return loss serta gain,  namun  bandwidth  serta  VSWR  simulasi  pengujian  dengan  phantom  darah  yang dihasilkan semakin lebar. Kemudian hasil pengujian antena kedua menunjukkan penurunan bandwidth, VSWR serta gain antena, sementara return loss pada antena semakin meningkat. Perbandingan  hasil  simulasi  pengujian  antena  usulan  menggunakan  phantom  darah  yang ditunjukkan pada Tabel 4 berikut ini :
Tabel 4. Perbandingan Hasil Simulasi Pengujian Antena Usulan Menggunakan
Phantom Darah No. Parameter Jenis Antena Antena Pertama Antena Kedua 1. Frekuensi Kerja (GHz) 2,38 2,43 2. Return loss (dB) -19,53 -22,73 3. Bandwidth (MHz) 467,8 226,1 4. Impedansi ( Ω ) 50,23 50,35 5. VSWR 1,23 1,15 6. Gain (dBm) 2,30 3,38

## 3.5.3 Perbandingan Hasil Simulasi dan Hasil Pengukuran
Pada  Gambar  16  berikut  ini  memperlihatkan  grafik  perbandingan  antara  hasil  simulasi menggunakan  CST Software  dan  hasil  pengukuran  yang  dilakukan  dengan  menggunakan VNA. Gambar (a) antena pertama memperlihatkan hasil pengukuran menunjukkan terjadinya pergeseran  frekuensi  semakin  meningkat  yakni  menjadi  2,5  GHz  diikuti  pergeseran return loss  yang  semakin  rendah  yaitu  -21,55  dB  dibandingkan  hasil  pada  saat  simulasi  yang diperoleh  berupa  frekuensi  beroperasi  pada  2,46  GHz  dengan return  loss  -19,76  dB. Kemudian  pada  Gambar  (b)  memperlihatkan  antena  kedua  yang  diusulkan  juga menunjukkan  pergeseran  frekuensi  semakin  meningkat  yakni  menjadi  2,47  GHz  diikuti dengan pergeseran return loss yang semakin rendah yakni -28 dB dibandingkan dengan hasil pada saat simulasi yang diperoleh frekuensi beroperasi pada 2,45 GHz dengan return loss - 22,51.  Berikut  ini  merupakan  gambar  perbandingan  antara  hasil  pengukuran  dan  hasil simulasi dari kedua antena yang diusulkan dapat dilihat pada Gambar 16 berikut :
(a) (b)
Gambar 16. Hasil Perbandingan (a) Antena Pertama dan (b) Antena Kedua

## 4. KESIMPULAN
Pada penelitian ini diusulkan dua model antena mikrostrip biosensor yang diaplikasikan untuk mendeteksi  virus  pada  darah  manusia.  Antena  yang  diusulkan  akan  beroperasi  pada frekuensi kerja 2,45 GHz (2,4 – 2,45 GHz) dengan menggunakan teknik pencatu proximity coupled feed. Antena ini menggunakan material substrat Roger 3010 dengan ketebalan 1,28 mm. Patch  dan  ground  berada  disepanjang  permukaan  substrat  pertama.  Hasil  simulasi antena  pertama  menggunakan  phantom  darah  menunjukkan  pergeseran  kinerja  frekuensi dari 2,46 GHz menjadi 2,38 GHz. Pergeseran frekuensi kerja juga berlaku pada hasil simulasi antena  kedua  menggunakan  phantom  darah  dari  2,45  GHz  menjadi  2,43  GHz.  Dengan demikian,  simulasi  pengujian  antena  menggunakan  phantom  darah  memberikan  dampak pergeseran  frekuensi  semakin  rendah.  Perbandingan  hasil  simulasi  antena  pertama  dan kedua  menunjukkan  bahwa  kinerja  frekuensi  antena  kedua  lebih  optimal  yakni  2,45  Ghz dibandingkan  kinerja  frekuensi  antena  pertama  yakni  2,46  GHz.  Sementara bandwidth antena pertama 401,2 MHz lebih baik dibandingkan antena kedua yakni 227,6 MHz. Return loss antena kedua -22,51 dB lebih baik dibandingkan antena pertama yang hanya -19,76 dB. Impedansi  antena  pertama  lebih  optimal  yakni  50,23  ohm  sementara  impedansi  antena kedua 50,32 ohm. Berdasarkan simulasi arus yang bergerak pada antena, pergerakan arus antena pertama lebih kuat dibandingkan arus pada antena kedua. Hasil pengujian fabrikasi antena pertama beroperasi pada frekuensi 2,5 GHz sementara antena kedua beroperasi 2,47 GHz. Return  loss  hasil  pengujian  antena  kedua  lebih  optimal  yakni  -28  dB  dibandingkan antena pertama hanya -21,55 dB. Sehingga, dapat ditarik kesimpulan bahwa hasil pengujian fabrikasi kedua antena mengalami pergeseran frekuensi kerja yang semakin meningkat serta return  loss  yang  semakin  rendah  dibandingkan  dengan  hasil  pada  saat  simulasi.  Meskipun demikian,  hasil  pengujian  kedua  antena  telah  memenuhi  karakteristik  antena  yang diharapkan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini merupakan penelitian dasar (kompetitif nasional) yang didanai oleh Direktorat Riset  dan  Pengabdian  kepada  Masyarakat  (DRPM)  Ristek-BRIN  tahun  2021.  Penulis mengucapkan terima kasih kepada Lab Dasar Teknik Elektro dan Lab Mikrobiologi Fakultas Kedokteran, Universitas Riau atas fasilitas dan sarana yang diberikan. Tak lupa juga penulis mengucapkan  terima  kasih  kepada  LPPM  Unri  yang  selalu  mewadahi  dan  men support penelitian yang dilakukan. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman teman dari LIPI,  Universiti Teknologi Malaysia yang  selalu mendukung  dan  membantu segala kegiatan pengujian antena dan tambahan sarana yang diperlukan.

## DAFTAR RUJUKAN
Abidah, A., Hidaayatullaah, H. N., Simamora, R. M., Fehabutar, D., & Mutakinati, L. (2020).
The Impact of Covid-19 to Indonesian Education and Its Relation to the Philosophy of “Merdeka  Belajar.” Studies  in  Philosophy  of  Science  and  Education,  1(1),  38–49.
https://doi.org/10.46627/sipose.v1i1.9
Amaelia,  F.  Y.,  &  Hugeng.  (2013).  Sistem  Antena  Array  Paralel  untuk  Menghasilkan  Lobe
Radiasi Utama dalam Arah Bervariasi. Tesla, 15(2), 165–184.
Balanis, C. A. (2012). Antenna Theroy: Analysis and Design.
Cabigas, R. B. (2020). Covid 19 : Impetus for Communty Spirits among Filipinos. Indonesian Journal of Science & Technology, 2, 201–208.
https://doi.org/https://doi.org/10.17509/ijost.v5i2.24479
Cheng,  D.,  He,  X.,  Huang,  X.,  Zhang,  B.,  Liu,  G.,  Shu,  G.,  Fang,  C.,  Wang,  J.,  &  Luo,  Y.
(2018).  Terahertz  biosensing  metamaterial  absorber  for  virus  detection  based  on spoof  surface  plasmon  polaritons. International  Journal  of  RF  and  Microwave Computer-Aided Engineering, 28(7), 1–7. https://doi.org/10.1002/mmce.21448
Development  Bank,  A.  (2020). The  Economic  Impact  of  the  COVID-19  Outbreak  on Developing Asia. 9(128). https://doi.org/10.22617/BRF200096
Dolai, S., & Tabib-azar, M. (2020). Terahertz Detection of Zika Viruses. Preprints, February. https://doi.org/10.20944/preprints202002.0232.v1
Elsheakh,  D.,  Elsadek,  H.,  Abdullah,  E.,  Atteya,  S.,  &  Elmazny,  W.  N.  (2013).  Novel  rapid detection of different viruses in blood using microimmuno-sensor. 2013 7th European Conference on Antennas and Propagation, EuCAP 2013, (pp. 1128–1131).
Elsheikh, D. M., Elsadek, H. A., Abdallah, E. A., Atteya, S., & Elmazny, W. N. (2013). Rapid detection  of  blood  entero-viruses  using  microstrip  antenna  bio-sensor. European Microwave  Week  2013,  EuMW  2013  -  Conference  Proceedings;  EuMC  2013:  43rd European Microwave Conference, (pp. 878–880).
HARIYANI,  Y.  S.,  HADIYOSO,  S.,  &  SIADARI,  T.  S.  (2020).  Deteksi  Penyakit  Covid-19 Berdasarkan  Citra  X-Ray  Menggunakan  Deep  Residual  Network. ELKOMIKA:  Jurnal
Teknik  Energi  Elektrik,  Teknik  Telekomunikasi,  &  Teknik  Elektronika,  8(2),  443.
https://doi.org/10.26760/elkomika.v8i2.443
Keshavarz,  A.,  &  Vafapour,  Z.  (2019).  Sensing  avian  influenza  viruses  using  terahertz
metamaterial reflector. IEEE Sensors Journal, 19(13), 5161–5166.
https://doi.org/10.1109/JSEN.2019.2903731
Kiourti, A., & Nikita, K. S. (2012). Miniature scalp-implantable antennas for telemetry in the MICS  and  ISM  bands:  Design,  safety  considerations  and  link  budget  analysis. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 60(8), 3568–3575.
https://doi.org/10.1109/TAP.2012.2201078
Luo,  G.,  &  Gao,  S.  J.  (2020).  Global  health  concerns  stirred  by  emerging  viral  infections.
Journal of Medical Virology, 92(4), 399–400. https://doi.org/10.1002/jmv.25683
Park,  S.  J.,  Cha,  S.  H.,  Shin,  G.  A.,  &  Ahn,  Y.  H.  (2017).  Sensing  viruses  using  terahertz
nano-gap metamaterials. Biomedical Optics Express, 8(8), 3551.
https://doi.org/10.1364/boe.8.003551
Pawar,  M.  (2020).  The  Global  Impact  of  and  Responses  to  the  COVID-19  Pandemic. The International  Journal  of  Community  and  Social  Development,  2(2),  111–120.
https://doi.org/10.1177/2516602620938542
Tong, K. F., & Huang, J. (2008). New proximity coupled feeding method for reconfigurable circularly  polarized  microstrip  ring  antennas. IEEE  Transactions  on  Antennas  and Propagation, 56(7), 1860–1866. https://doi.org/10.1109/TAP.2008.924736
Zang, F., Su, Z., Zhou, L., Konduru, K., Kaplan, G., & Chou, S. Y. (2019). Ultrasensitive Ebola
Virus Antigen Sensing via 3D Nanoantenna Arrays. Advanced Materials, 31(30), 1–9.
https://doi.org/10.1002/adma.201902331